第3章 第2讲 牛顿第二定律 两类动力学问题（Word教参）-【新高考方案】2024高考物理一轮复习（老教材 新高考）

第2讲　牛顿第二定律 两类动力学问题 一、牛顿第二定律 内容 物体加速度的大小跟它受到的作用力成正比，跟它的质量成反比，加速度的方向跟作用力的方向相同 表达式 F＝ma，F、m、a对应同一物体或同一系统 适用 范围 (1)只适用于惯性参考系(相对地面静止或匀速直线运动的参考系)。 (2)只适用于宏观物体(相对于分子、原子)、低速运动(远小于光速)的情况 二、单位制 1．单位制：由基本单位和导出单位一起组成了单位制。 2．基本单位：基本物理量的单位。力学中的基本量有三个，它们分别是质量、长度和时间，它们的国际单位分别是kg、m和s。 3．导出单位：由基本量根据物理关系推导出来的其他物理量的单位。 三、两类动力学问题 动力学的两类基本问题 第一类：已知受力情况求物体的运动情况。 第二类：已知运动情况求物体的受力情况 解决两类基本问题的方法 以加速度为“桥梁”，由运动学公式和牛顿第二定律列方程求解，具体逻辑关系如下图所示： 情境创设　 让一名同学用单只手推光滑水平面上很重的一个箱子。 微点判断　 (1)因为同学一只手的力气较小，所以箱子可能不动。(×) (2)同学对箱子施力，然后产生了加速度，加速度的产生滞后于力的作用。(×) (3)箱子加速度的方向一定与合外力方向相同。(√) (4)箱子的质量与箱子的加速度成反比。(×) (5)若同学的推力逐渐减小，则箱子做减速运动。(×) (6)同学停止用力，则箱子立刻停下来。(×) (一) 牛顿第二定律(固基点) [题点全练通] 1．[对牛顿第二定律的理解] 根据牛顿第二定律，下列叙述正确的是(　 ) A．物体加速度的大小跟它的质量和速度大小的乘积成反比 B．物体所受合力必须达到一定值时，才能使物体产生加速度 C．物体加速度的大小与所受作用力中任一个力的大小成正比 D．当物体质量改变但其所受合力的水平分力不变时，物体水平加速度大小与其质量成反比 解析：选D　根据牛顿第二定律a＝可知，物体的加速度与速度无关，A错误；即使合力很小，也能使物体产生加速度，B错误；物体加速度的大小与物体所受的合力成正比，C错误；力和加速度为矢量，物体的加速度与质量成反比，D正确。 2．[合力、加速度、速度之间的决定关系] 下列关于速度、加速度、合外力之间的关系，正确的是(　 ) A．物体的速度越大，则加速度越大，所受的合外力也越大 B．物体的速度为0，则加速度为0，所受的合外力也为0 C．物体的速度为0，但加速度可能很大，所受的合外力也可能很大 D．物体的速度很大，但加速度可能为0，所受的合外力可能很大 解析：选C　物体的速度大小和加速度大小没有必然联系，一个很大，另一个可以很小，甚至为0，物体所受合外力的大小决定加速度的大小，同一物体所受合外力越大，加速度一定也越大，C正确。 3．[牛顿第二定律与力的合成的综合问题] (2022·北京高考)如图所示，质量为m的物块在倾角为θ的斜面上加速下滑，物块与斜面间的动摩擦因数为μ。下列说法正确的是(　 ) A．斜面对物块的支持力大小为mgsin θ B．斜面对物块的摩擦力大小为μmgcos θ C．斜面对物块作用力的合力大小为mg D．物块所受的合力大小为mgsin θ 解析：选B　对物块受力分析可知，沿垂直斜面方向根据平衡条件，可得支持力为FN＝mgcos θ，故A错误；斜面对物块的摩擦力大小为Ff＝μFN＝μmgcos θ，故B正确；因物块沿斜面加速下滑，根据牛顿第二定律得F合＝mgsin θ－μmgcos θ＝ma，可知mgsin θ>μmgcos θ，则斜面对物块的作用力为F＝＝< ＝mg，故C、D错误。 [要点自悟明] 1．合力、加速度、速度之间的决定关系 (1)不管速度是大是小，或是零，只要合力不为零，物体都有加速度。 (2)a＝是加速度的定义式，a与Δv、Δt无必然联系；a＝是加速度的决定式，a∝F，a∝。 (3)合力与速度同向时，物体加速运动；合力与速度反向时，物体减速运动。 2．牛顿第二定律的五个特性 (二) 牛顿第二定律的瞬时性问题(释疑点) 研清微点1　弹力能瞬间改变的情形　 1．[轻绳连接](多选)如图所示，质量为m的小球被一根橡皮筋AC和一根轻绳BC系住，当小球静止时，橡皮筋处在水平方向上。下列判断中正确的是(　 ) A．在AC被突然剪断的瞬间，BC对小球的拉力不变 B．在AC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsin θ C．在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为 D．在BC被突然剪断的瞬间，小球的加速度大小为gsin θ 解析：选BC　据题意，在AC剪断前有：TBC＝，AC剪断后有：TBC′＝mgcos θ，且mgsin θ＝ma，得a＝gsin θ，A错误、B正确；在BC剪断前：TAC＝mgtan θ，BC剪断之后瞬